5G 下倾角与传统下倾角的差异及规划原则
前景理论 2021-03-31

1、 5G 下倾角的类型

5G AAU 的下倾角包含预置下倾角、 电下倾角、 数字下倾角和机械下倾角, 其中预置下倾角是由天线内部相邻振子间的相位差决定的, 天线出厂后即固定。机械下倾角和电下倾角与 LTE 天线中相同, 但是多了一个数字下倾角。数字下倾角的控制是通过对射频通道的相位权值的调整来实现的。

1.1 机械下倾:

由机械调整决定的下倾角, 同时对广播波束和业务波束进行调整, 机械臂支持的机械下倾角调整范围为:-20~20° 。

1.2 预置电下倾&CSI-RS 波束下倾:

考虑典型的应用场景, 为支持更大的有效范围范围, 5G AAU 单元阵子会预置一定度数的下倾。对于 CSI-RS 的某一层垂直波束, 该层波束垂直法线对应的垂直角度, 为该 CSI-RS波束对应的下倾角。64TRX(16H4V), 垂直方向有 4 层波束, 以 CSI-RS 次外层的波束下倾角为参考, 默认模式下是 4 度

1.3 可调电下倾( 数字下倾角 ):

5G RAN2.1 AAU 可调电下倾角功能仅支持广播波束(SSB) 数字倾角的调整。支持以 1°为粒度, 整体调整广播信道窄波束的电下倾角。但对于(32TRX 16H2V), 调整 SSB 的电下倾,会同步影响 CSI-RS 的包络通常将 5G AAU 的数字下倾角也理解为电子下倾角, 那么我们需要分为两部分来讲:

1) . 对于 AAU 5313 (32TRX 16H2V), 由于它的电子下倾角包含两部分(RCU 控制的 RET 和数字下倾角), 调整它的电子下倾角就是指既调整 RET 又调整数字下倾角,那么会影响 SSB 信道和 CSI-RS 以及 PDSCH 业务信道的覆盖, 因为 RET 的调整对这些信道都产生了影响;

2) .对于 AAU 5613W(64TRX 16H4V), 调节电子下倾角, 就是指调节数字下倾角,而数字下倾角仅支持对 SSB 信道的权值调整, CSI-RS 和 PDSCH 信道的数字权值是不

允许调整的(与 SSB 不共享同一套的相位权值), 因此调节数字下倾角对 CSI-RS 等信道的覆盖不造成影响。

注:5G 波束类型


2、 5G 下倾角与传统下倾角的差异

传统宽波束小区只有一个宽波束, 所有信道的覆盖均相同, 下倾角仅分为机械下倾角和电下倾角两部分, 即:总下倾角=机械下倾+电下倾。

5G Massive MIMO , 针对不同的信道有不同形态的波束, 主要分为 SSB 广播信道波束(影响用户在网络中的接入、 切换, 从而决定 NR 小区覆盖区域) 和业务信道波束(影响用户的体验, 不同信道下倾角计算方式不同。

不同信道 5G 下倾角的计算如下:

  • 广播信道 SSB 下倾角:

SSB 总下倾角=5G 小区机械下倾 + SSB 可调电下倾

SSB 可调电下倾(广播波束下倾):可以通过参数 NRDUCellTrpBeam.Tilt, 以 1°为粒度, 整体调整广播信道窄波束的可调下倾角, 配置生效的实际角度如下:

a) NRDUCellTrpBeam.Tilt 配置为“255 ”时,SSB 实际指向角度 = 各射频模块的电下倾的默认值 + 机械倾角

b) NRDUCellTrpBeam.Tilt 配置为非“255 ”时,SSB 实际指向角度 = ( NRDUCellTrpBeam.Tilt) + 机械倾角各射频模块的 SSB pattern 场景和电下倾默认值与产品相关, 当前 5G RAN2.1 情况如下:

业务信道下倾角:

  • CSI-RS 总下倾角=5G 小区机械下倾 + CSI-RS 波束下倾角

其中 CSI-RS 波束下倾角以 CSI-RS 次外层的波束下倾角为参考, 默认模式下是 4 度, 出厂预置, 除 AAU 5313 (32TRX 16H2V) 外不可调整。


3、 5G 下倾角规划原则

用户体验取决于业务信道的质量, 因此下倾角规划需要基于业务信道覆盖最优的原则,确定 5G NR 小区的机械下倾角, 可使用如下公式计算:

5G NR Massive MIMO 机械下倾 =Arctan((Hbts-1.5)/Cell Radius)- CSI-RS 波束下倾其中:

  • Hbts:为基站高度, 通过现网工参获取

  • Cell Radius:为小区覆盖半径, 与各小区的目标覆盖区域有关, 需要通过经验确定、 或基于整网的平均站间距初估( Cell Radius= Avg.ISD/1.5)

  • CSI-RS 波束下倾角:倾角规划中, 所选取参考的垂直波束对应的下倾角,

3.1 考虑 4/5G 同覆盖的规划原则

  • 如果要求的 5G 的 SSB 覆盖和 4G 同覆盖, 则主要原则如下:

(1) 5G 可调电子下倾角采用默认下倾角:default, AAU5613 为 6° 。

  • (2) 5G 机械下倾角=4G 机械下倾角+4G 电子下倾角-6。如果要求 5G 的业务信道和 4G 同覆盖, 实际规划主要原则如下:

(1) CSI-RS 次外层的波束下倾角, AAU5613 为 4° 。

(2) 5G 机械下倾角=4G 机械下倾角+4G 电子下倾角-4° 。

3.2 不考虑 4/5G 同覆盖的规划原则

根据 5G 规划站点的站高、 站间距, 根据最佳覆盖理论, 计算 NR 机械下倾角 。

 

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